Aeroakoestisch ontwerp en analyse van geavanceerde lichtgewicht liner configuraties voor de geluiddemping in doorstroomde leidingsystemen.

Doorstroomde leidingsystemen, zoals ventilatiesystemen of de uitlaat van voertuigen, vormen een belangrijke bron van geluidsoverlast. Deze systemen bevatten niet enkel significante geluidsbronnen, maar vormen ook een efficiënt overbrengingspad voor het stroomopwaarts gegenereerde geluid. Omwille van de toenemende eisen van de consument en de steeds striktere wetgeving inzake geluidsemissies, is er een stijgende nood aan efficiënte karakterisatie- en simulatietechnieken voor het stromingsakoestisch gedrag van leidingsystemen.

Het akoestisch ontwerp van dergelijke systemen is typisch gebaseerd op netwerkmodellen, waarbij modellen voor de individuele componenten van het systeem aan elkaar gekoppeld worden om het globale gedrag van het leidingnetwerk te bepalen. Hierbij worden componenten voorgesteld door middel van akoestische tweepoort of multipoort modellen. Dergelijk model kan analytisch bepaald worden voor eenvoudige geometrieën, maar vereist numerieke simulaties of experimenten voor meer complexe componenten.

Het eerste deel van dit doctoraat onderzoekt daarom efficiënte numerieke en experimentele technieken voor de karakterisatie van leidingcomponenten als een tweepoort of multipoort model. Een belangrijk aspect van een experimentele karakterisatie van een component is de decompositie van het akoestisch drukveld in stroomopwaarts en stroomafwaarts propagerende golven. Dit doctoraat introduceert daarom robuuste iteratieve technieken, die de parameters van het onderliggend model optimaliseren om de nauwkeurigheid van de decompositie te verbeteren. Het numerieke luik van dit doctoraat onderzoekt modellen voor het stromingsakoestisch gedrag van geperforeerde componenten in het tijdsdomein. Hierbij wordt gebruik gemaakt van een hybride methode, gebaseerd op de gelinearizeerde Navier-Stokes vergelijkingen, en een recursieve formulering van een transfer-admittantie.

In het tweede deel van dit doctoraat worden de ontwikkelde karakaterisatietechnieken toegepast op drie componenten, geselecteerd voor hun industriële relevantie. Een vlinderklep, die gelijktijdig werkt als een schild voor het geluid dat propageert door het leidingsysteem en als een efficiënte geluidsbron, wordt eerst bestudeerd aan de hand van het multipoort model. Vervolgens wordt een indirecte meettechniek voorgesteld voor de akoestische impedantie van een lokaal reagerende wandbekledingen. En tot slot worden de karakterisatietechnieken aangewend om het potentieel te onderzoeken van modale filters, een innovatieve geluidsdemper die gebruik maakt van micro-geperforeerde panelen.